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经过多年建设，我国道路通车里程取得了巨大进步，道路密度大大提高，然而与迅猛的交通发展相比，道路安全形势依然严峻，多年来我国交通事故死亡绝对数高居世界第一，交通安全问题一直是社会关注焦点。随着交通运输的新发展，交通安全又将面临更大挑战。道路安全评价作为预防性的减少交通事故途径，其有效性已被发达国家的成功应用所证明，越来越受到各国重视，因此开展道路安全评价研究对提高我国今后道路安全水平具有重要意义。本文以人-车-路系统动力学仿真模拟为手段，研究道路因素对车辆动力响应影响，在此基础上构建了道路安全风险分析评价模型，同时进一步考虑设计变量的随机性，将可靠性理论系统引入道路安全评价分析中，最后提出了考虑安全性的道路优化设计模型。本论文开展了如下工作:
(1)基于Matlab/Simulink和车辆动力学软件CarSim，构建了人-车-路闭环系统动力学仿真模型，同时在Matlab环境中调用CarSim软件，实现基于Matlab和CarSim软件联合动力学仿真模拟。
(2)采用车辆动力学模拟研究了道路因素对车辆动力响应影响，以实际道路为例，选取相关动力学指标作为输出，评价给定的道路条件下车辆运动响应。研究了在不同的速度和转角输入下，超高、纵坡以及合成坡度对车辆操纵稳定性影响;提出了临界侧向加速度和荷载转移比安全裕度两个指标度量车辆侧翻风险，在此基础上，通过正交试验设计，得到了不同道路因素以及因素间交互作用对车辆侧翻的影响程度大小排序。
(3)建立了能够通过车辆动力学仿真模拟反映出的影响行车安全的道路指标体系。在风险分析理论框架下，综合考虑几何线形、路面摩擦系数、路侧环境，以及车辆组成等因素，通过事故树模型考虑了侧翻、侧滑、侧偏等多种单车事故类型，建立了用于安全评价的风险分析模型，识别诊断危险路段。
(4)将可靠性理论引入道路几何设计及安全评价中，根据常见的单车事故类型，分<中文标题>=别从静力学和车辆动力学角度，研究了曲线路段行车稳定性和行车视距的可靠性功能函数，运用行车失效概率作为衡量道路安全性能的评价指标。并在此基础上，通过事故资料收集与分析，建立行车失效概率与实际事故率之间关系。
(5)从经济性、安全性以及中间控制点约束性角度，建立道路设计的多目标优化模型，合理优化确定道路平面线形几何要素。采用遗传算法求解多目标优化模型，获得在经济性、安全性及线位约束三者之间较优的平面线形。同时通过约束条件的设置使得优化后的线形满足相关标准规范要求，减少了设计人员的主观因素。